一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法技术

本发明专利技术涉及一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法，属于煤矿瓦斯抽采领域，包括以下步骤：S1：依据煤体结构物理化学性质、煤层节理、孔裂隙发育情况及煤体强度，科学布置瓦斯抽采复合导向增透钻孔；S2：对瓦斯抽采复合导向增透钻孔进行液力割缝；S3：采用封孔装置对瓦斯抽采液力复合导向增透钻孔进行高效封孔；S4：采用液力压裂装置瓦斯抽采复合导向增透钻孔进行液力压裂及保压；通过精准化的数据指导钻孔布置位置，通过注水管向瓦斯抽采压裂钻孔内注水，够在保证煤岩体内裂隙在充分发育的情况下得到相对准确方向的最大限度的延伸。既避免了高压液力压裂对裂隙方向的不确定性；又避免了割缝缝槽范围较小的缺陷，极大的提高了煤层的增渗效果。层的增渗效果。层的增渗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法


[0001]本专利技术属于煤矿瓦斯抽采领域，涉及一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法。

技术介绍

[0002]众所周知目前防治煤矿瓦斯灾害的最有效的方法是进行钻孔瓦斯抽采，而煤层渗透性是制约钻孔瓦斯抽采率的主控制因素，但是我国含煤地层除晋南区域外多以低透气性煤层为主，严重影响了瓦斯抽采效果。经前人研究目前应用于煤矿井下本煤层增透措施，以液力压裂、液力割缝最为成熟，并且作为一种高效瓦斯抽采及瓦斯灾害治理技术得到了广泛的推广应用。
[0003]但是液力压裂和液力割缝增透技术又有各自的局限性：液力压裂虽然能影响较大范围，但其在煤层中的裂缝扩展方向是不受控制的，往往裂缝向煤层中薄弱区域扩展，不能在钻孔周围均匀的开裂布置裂隙；若液力压裂的方向可以控制，则在钻孔周围较大的范围内可均匀布置裂隙，从而可是钻孔周围煤体整体有效统一降低瓦斯含量。煤层液力割缝增透技术能有效促进瓦斯解析运移，提高瓦斯抽采率，在煤体中形成较多自由空间，但割缝实施过程中所形成的饼状圆盘半径较小，一般不超过1.5m。因此，针对该问题，如何有效使煤体孔、裂隙充分均匀且较大范围发育的情况下得到逐步扩展和延伸，成为了现有液力压裂和液力割缝增透方法现场应用的技术瓶颈。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术为了解决现有的液力压裂的方向不受控制，方向不定以及液力割缝影响范围较小的问题，提供一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法，包括以下步骤：
[0007]S1：依据煤体结构物理化学性质、煤层节理、孔裂隙发育情况及煤体强度，科学布置瓦斯抽采复合导向增透钻孔；
[0008]S2：对瓦斯抽采复合导向增透钻孔进行液力割缝；
[0009]S3：采用封孔装置对瓦斯抽采液力复合导向增透钻孔进行高效封孔；
[0010]S4：采用液力压裂装置瓦斯抽采复合导向增透钻孔进行液力压裂及保压；
[0011]步骤S2具体为：根据割缝设计间距，从钻孔里端往外逐刀进行液力割缝；
[0012]步骤S4具体为：
[0013]S41：根据现场煤岩体实测区域地质构造分布、煤体节理、孔裂隙发育情况及煤体强度，极端得到起裂压力；
[0014]S42：通过注水管向瓦斯抽采压裂钻孔内注水时，控制液力压力表的读数为起裂压力，并保持一段时间，使得周围煤岩体中的裂隙在水压作用下充分发育，使得煤体孔裂隙得到充分扩展。
[0015]进一步，步骤S1具体为：
[0016]S11：基于精细的地质勘探技术及装备进行地质数据采集，精确掌握区域地质构造分布；
[0017]S12：结合现代傅立叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)技术及有机溶剂萃取技术，综合分析煤体结构物理化学性质，分析清楚煤层节理、孔裂隙发育情况及煤体强度；
[0018]S13：智能生成动态瓦斯地质数字化信息图，经计算机大数据云计算，输出最优科学瓦斯抽采钻孔布置位置，指导现场钻孔施工。
[0019]进一步，液力割缝时为每刀5分钟。有益效果：确保出煤量。
[0020]进一步，封孔装置，包括两个囊袋以及均插在囊袋外的注水管和注浆管，两个囊袋之间通过连接管连接。
[0021]进一步，注水管前端设置有注水阀门。有益效果：注水阀门能及时调节水流大小，并在注水管前端设有液力压力表，实时监测瓦斯抽采压裂钻孔内水压。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、本专利技术所公开的煤矿井下煤层液力复合导向增透方法，通过精准化的数据指导钻孔布置位置，科学化指导现场钻孔数量，减少不必要的施工浪费，同时根据现场煤岩体实际强度，通过注水管向瓦斯抽采压裂钻孔内注水，够在保证煤岩体内裂隙在充分发育的情况下得到相对准确方向的最大限度的延伸。既避免了高压液力压裂对裂隙方向的不确定性；又避免了割缝缝槽范围较小的缺陷，极大的提高了煤层的增渗效果。
[0024]2、本专利技术所公开的煤矿井下煤层液力复合导向增透方法，成本较低，可操作性较强，同时液力复合导向增透技术不受煤体强度的限制，有广阔的使用范围，对后续瓦斯高效抽采提供了强有力的技术支持，具有良好的经济和社会效益。
[0025]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0027]图1为本专利技术煤矿井下煤层液力复合导向增透方法中瓦斯抽采钻孔导向压裂示意图；
[0028]图2为本专利技术煤矿井下煤层液力复合导向增透方法中孔装置结构示意图。
[0029]附图标记：瓦斯抽采压裂钻孔1、缝槽2、裂隙3、煤岩体4、注水管5、囊袋6、水泥浆7、注浆管8、注水阀门9。
具体实施方式
[0030]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示
意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0032]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0033]图1为本专利技术的瓦斯抽采钻孔导向压裂示意图，如图1所示，本专利技术一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法包括如下步骤：
[0034]S1：依据煤体结构物理化学性质、煤层节理、孔裂隙发育情况及煤体强度，科学布置瓦斯抽采复合导向增透钻孔。
[0035]步骤S1具体为：
[0036]S11：基于精细的地质勘探技术及装备进行地质数据采集，精确掌握区域地质构造分布；
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下煤层液力复合导向增透方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：依据煤体结构物理化学性质、煤层节理、孔裂隙发育情况及煤体强度，科学布置瓦斯抽采复合导向增透钻孔；S2：对瓦斯抽采复合导向增透钻孔进行液力割缝；S3：采用封孔装置对瓦斯抽采液力复合导向增透钻孔进行高效封孔；S4：采用液力压裂装置瓦斯抽采复合导向增透钻孔进行液力压裂及保压；所述步骤S2具体为：根据割缝设计间距，从钻孔里端往外逐刀进行液力割缝；所述步骤S4具体为：S41：根据现场煤岩体实测区域地质构造分布、煤体节理、孔裂隙发育情况及煤体强度，极端得到起裂压力；S42：通过注水管向瓦斯抽采压裂钻孔内注水时，控制液力压力表的读数为起裂压力，并保持一段时间，使得周围煤岩体中的裂隙在水压作用下充分发育，使得煤体孔裂隙得到充分扩展。2.如权利要求1所述的煤矿井下煤层液力复合导向增透方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦贵成，张宝，高振勇，杨利平，申建祥，陈宾，栗鲁平，易恩兵，何健，袁德权，郝光生，马钱钱，白雁楠，乔伟，王士伟，马凯，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：